時間:2022-01-30 14:34:03
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電機電氣實訓總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:ED-2000自動化生產線 機械 電氣控制
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)04(b)-0163-02
我國高等職業學院培養目標《教育部關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》指出:“高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分,培養擁護黨的基本路線,適應生產、建設、管理、服務第一線需要的,德、智、體、美等方面全面發展的高等技術應用性專門人才。”
為了適應專業技術發展的要求,國家對高等職業院校的硬件建設投入了巨大的財力,然而目前各種先進設備更新很快,有的甚至3~5年就更新一代,有的學院實訓用設備利用率較低,如何保證學生既學習了專業知識技能又充分利用實訓用設備是非常重要的。
我院于2008年引進了北京杰創永恒科技有限公司生產的“ED-2000自動化生產線”作為機械與自動化專業學生的綜合實訓設備,本系統選用可編程序控制器(PLC)作為主要控制手段。控制功能是通過3個氣缸、一個直流電機產生推進和搖臂動作依次完成工件的傳送來實現的。為確保系統的運行可靠,在系統的初始位置裝設有光電傳感器用于檢測工件,另在每個氣缸和搖臂電機的原位和到位處均裝有接近開關或微動開關,以保障執行機構動作的準確性。
對于這條生產線,相比于其它高職院校的自動化生產線,機械零件過于小巧、學生易損壞,設備陳舊、不符合近年國家或北京市職業院校機電設備相關知識比賽規定,但是,它卻包括了典型的機械部分和電氣控制部分,不管專業技術如何發展,其基本機械和控制原理本質上是不變的,因此我們增改實訓內容,調整學生實訓時間,加強設備的利用率,全面提高學生的職業技能。
2012―2013學年,我院為機械制造與自動化專業學生安排了專業綜合實訓,利用ED-2000自動化生產線,我們圓滿完成了教學任務,實訓內容具體安排如以下幾點。
1 觀察生產線
為了培養學生對ED-2000自動化生產線的認識,首先讓學生觀察其外形,教師演示其完成的工作過程,然后讓學生寫出其工作情況。
2 學習機械部分
學生每4人分成1組,每組發一個電工工具箱和整理箱,首先學生把生產線上各零部件貼上標號后,讓學生拆散此生產線機械零部件,然后每組學生組長繪制本生產線的裝配機械工程圖紙,組員1和2繪制不同典型機械零部件的三視圖,組員3進行生產線中用到的典型機械零件制造與加工分析。
這樣,學生在機械識圖與繪圖、機械零件裝配、機械制造與加工方面的知識得到了綜合訓練。盡管設備陳舊小巧,實訓過程中各位學生分工明確,責任具體,因此學生在學習時損壞機械零部件的現象很少。
最后,每組學生齊心協力重新把生產線組裝完好后教師才驗收各組學習情況,教師再給予相應分的學習成績。
3 學習控制部分
本系統控制區裝有開關組件、PLC組件、按鈕盒組件、穩壓電源組件、繼電器組件和輸入/輸出端子板組件等。鋁合金板的三面裝設走線槽。傳感器、電磁閥、直流電機、按鈕盒、指示燈等設備的信號導線均通過走線槽后經輸入、輸出端子板與PLC的端子連接。
按鈕盒裝有發出系統操作命令的啟動按鈕、停止按鈕、復位按鈕和急停按鈕,另有一轉換開關用于系統運行方式的選擇,可選擇連續、單周期和步進三種不同的運行工況。燈塔上裝有紅黃綠三節燈具用于表示系統的當前運行狀態。
電源系統將AC220V供電直接引入斷路器,再通過電源端子板分配電源,一路送至PLC供電,另一路送至穩壓電源。穩壓電源輸出的DC24V電源經負載電源開關送至輸出端子板作為負載的供電。系統中各傳感器的供電由PLC內部的DC24V電源提供。
氣源系統經氣路總開關和調節過濾減壓閥后將供氣送至電磁閥組,再從各電磁閥直接送至對應的氣缸用氣。
學生能夠完成以下任務。
(1)畫出電氣控制電路圖,完成電氣控制系統安裝調試。
(2)氣動控制元件的認識與調試。
(3)檢測與傳感裝置元件的認識與安裝調試。
(4)氣動與電動執行機構的認識與安裝調試。
(5)PLC的編程與安裝調試。
(6)系統故障的分析與排除。
這樣,學生重新認識和訓練了傳感器、電磁閥、直流電機、按鈕、指示燈、可編程序控制器等設備元件,經過以上6個任務的完成,掌握了調試控制元器件的常用方法,能夠排除常見控制部分故障,對電氣控制的知識能夠進行綜合靈活運用。
4 學習效果分析
機械制造與自動化專業綜合實訓的目的是學生把所學的機械、電氣等知識有機結合起來,實現與相關企業技術進行零距離接觸。我們通過此次的綜合實訓,學生上交學習資料有:(1)繪制ED-2000自動化生產線裝配三視圖、擺臂組件三視圖、電動機組件三視圖、雙氣缸組件三視圖、導向管組件三視圖、滑道組件三視圖、單氣缸組件三視圖。(2)畫出控制系統氣路連接圖、電源系統及安裝接線圖、PLC電氣原理接線圖、控制盒電氣安裝接線圖、傳感器電氣安裝接線圖、電磁閥控制電氣原理及安裝接線圖、搖臂電機控制電氣原理及安裝接線圖、輸入輸出端子板出線圖、控制系統功能圖、PLC電氣安裝接線圖。(3)寫出生產線的工作情況、編寫PLC控制程序、寫出實訓總結;學生現場完成的工作有:①機械零部件的拆卸。②機械零部件的裝配。③氣動控制元件、檢測與傳感裝置元件安裝調試。④氣動與電動執行機構安裝調試。⑤PLC編程與安裝調試。⑥系統故障排除。
另外,以小組為單位進行實習,培養了學生團隊協作的能力。眾所周知,一個企業的生存和發展不是靠一個人維持的,任何工作崗位都有一定的職業要求,每個成員只是團隊中的一份子,根據學生的特點,讓其在小組中完成一定的任務,這樣為以后的職業生涯打下了良好的基礎。考核方式按下表進行。
通過考核,本次實訓學生的優秀率為30%,及格率為100%。經過驗收,實訓結束后每組硬件完好,沒有損壞和丟失零部件的現象。
5 結論
隨著經濟的高速發展,中國的各類物質得到極大的豐富,特別是專業技術較強的生產設備,生產廠家多、設備更新快,作為職業院校的專業教學,重點在于教會學生學習思維方法和動手實踐方法,我們建議不要盲目注重先進設備的購置,應充分利用現有設備,全面提高學生職業技能。
參考文獻
一、引言
《機電一體化系統設計》課程可以使學生建立機電產品的一體化設計思想,把電子技術、傳感器技術,自動控制技術、計算機技術和機械技術有機地結合起來,并且能運用所學知識對機電一體化產品進行分析或設計,使學生具備解決生產過程中機電設備的運行、管理、維護和改造等實際問題的初步能力。這門課程既涉及理論知識的學習,又強調學生的實際動手能力,因此非常適合運用案例教學法。通過設計合適的教學案例及實訓教學裝置來引導學生自主探索、分析、理解案例中所包含的多學科問題和相關技術,采取即學即用、理論與實踐無縫對接的教學方法,掌握案例中的科學知識和分析解決問題的工程實踐能力,形成一個為解決問題學習,帶著任務探索實踐的學習氛圍,最終達到教學目標。學生通過自導引小車案例,完成從機械本體設計、裝配、電控系統搭建、程序框圖及程序代碼編寫的全部過程,培養學生設計、調試及研發的能力,提高學生解決工程實踐問題的能力。
二、自導引小車案例教學內容設置
1.理論教學內容。自導引小車是工業生產中得到廣泛應用的典型車間自動設備,此系統從單片機控制系統硬件及運動軌跡算法、軟件編程等方面鍛煉學生的實際應用能力。自導引小車理論教學內容包括:介紹自導引小車簡介及應用場合;自導引小車的工作原理;導引方式分類;路徑規劃;單片機控制系統;直流電機脈寬調速知識及實現方法;軌跡識別傳感器原理及應用;雙電機驅動行駛系統策略分析;Keil C單片機軟件編程及調試。講授時與案例相關的內容重點講解,將已經學過的分散知識融合到一個案例,讓學生體會到所學知識之間聯系,對機電一體化的五大組成部分有更加明確的認識,掌握該實際工程應用中所涉及的內容和設計方法,實現系統地運用所學知識指導實際工程的目的。
2.工程實訓內容。自導引小車案例實際操作環節為4周時間。在這4周中,首先完成機械結構設計;利用Proteus進行自導引小車控制系統硬件原理圖設計和軟件仿真;進行自導引小車運動軌跡設計;在采購來的電子元件和自制的一些零部件的基礎上,組裝自制自導引小車模型和搭建電路板實物;利用Keil C編程軟件進行控制系統軟件程序開發;自導引小車設備循跡、調試、運行等主要環節。(1)自導引小車機械系統設計,包括傳動系統、轉向系統。要求:自導引小車模型載重50kg。(2)自導引小車控制系統設計。主要電氣元件包括:AT89C系列單片機、直流電機、直流電機驅動器、循跡元件、避障元件等外圍芯片。(3)控制系統軟件程序開發。要求實現按照預設軌跡運動并能實現調速。(4)自導引小車系統調試。上述四部分內容基本控制在每周完成一項內容,各項任務完成之后,總結并整理相關資料。
三、案例實施過程中注意事項
案例教學的目標是否實現,主要依賴兩方面:(1)教師指導作用的實現;(2)學生自身重視程度。鑒于上述兩點,筆者認為在進行自導引小車案例教學過程中,需要注意以下幾方面的內容。
1.充分了解學生的動向。這個案例學生積極性比較高,但是忽略控制知識要求較高,機械結構也要兼顧的特點。教師要了解并根據這情況,從內容設置上要強調機械部分的重要性,在控制電路原理上要多提高,不能只滿足小車能跑起來的外在現象,對于深層次的理論知識也要掌握,這樣才算真正學懂單片機控制的機電一體化系統。
2.充分發揮學生之間的帶動作用。在案例實施過程中,教師每天到場進行指導。但是大部分時間學生之間的交流更方便,學生在遇到各種各樣的問題,學生之間互相切磋問詢更能提高學習的效率和興趣。出現共性問題時,教師要進行指導。學生還自發建立了QQ群,有問題都可以在群里商量討論,教師也可以參與到其中。學生在整個案例實施過程中,教師和學生、學生和學生的互動交流,把主動權交給學生。
3.嚴格把關考核環節。這一案例教學是在本科生教育中應用的,學生人數較多,鑒于案例實訓資源有限,學生分組進行,一組學生共用一套實訓設備,共同完成整個設計任務。因此,教師要嚴把考核環節,在案例實施過程中,通過平時考勤、觀察,最后,了解每個學生學習動手情況,根據學生承擔的任務內容進行答辯提問,以杜絕學生沒有認真參與現象的出現。最終目的是要讓選擇這一案例的每個學生都能有所收獲。
四、自導引小車案例考核方法
由于教學分理論與實踐兩個部分內容,因此考核方式將分為筆試試卷和工程實訓兩個部分。其中,筆試考核部分,本案例理論知識考核占《機電一體化系統設計》試卷總分數的20%;工程實訓部分分組完成,每組需要完成以下內容:(1)案例設計說明書1份;(2)機械結構三維模型圖1張(電子版),二維設計裝配圖1張及主要零件圖;(3)電氣系統原理圖1張;(4)程序框圖及程序清單;(5)演示視頻。每項內容占20分,工程實訓總分數為100分。最后以小組為單位進行答辯,以設備能夠調試運行為通過主要指標,同時對每個人對設備的總體方案和主要內容進行陳述,對其負責的部分內容進行答辯詢問,回答問題完整且正確才算通過。這個可以督促每個人認真訓練,達到培養其工程實踐能力的目的。
五、案例教學實施效果分析
案例教學在機械2012級、2013級機電方向本科生中進行,《機電一體化系統設計》課程共40學時理論教學,共講述5個案例,該案例占6個學時。教師通過積極備課,完善自導引小車案例教學內容。理論教學多以圖片和視頻形式展示給學生,讓學生有更直觀的感性認識,提高學生的興趣和注意力。從實踐效果看,效果比以往單純文字講述要好很多。自導引小車案例工程實訓共有20名學生選擇該案例。20名?W生分成4組,每一組都動手裝配調試一套自導引小車設計和工程實訓過程,每一組的設計方案要求和參數不一樣,小車所行走的軌跡不一樣,最后提交要求的全部資料。通過對本次工程實訓教學實施過程的觀察和思考,結合學生的實際實施情況和最后答辯考核情況,效果分析如下。
1.對于自導引小車機械系統設計任務,實訓裝置是小車模型,機械結構較簡單,要求學生根據工廠使用的自導引小車,增加機械結構的強度進行結構設計計算,進行三維圖、二維圖、零件圖的繪制。該環節主要訓練學生機械結構設計、計算校核關鍵部件以及?C械制圖能力。由于學生進行過機械設計課程設計,對于機械圖具有較好的基礎,比較容易完成。主要是要學習三維軟件的使用。同學們根據未來各自希望從事的專業,選取了不同的三維軟件來進行制圖。
2.對于電氣控制系統設計任務。學生們對實際電氣控制系統和電氣元件了解有限,前續課程缺乏電氣控制系統的課程設計,學生通過自學所用開發軟件Proteus和編程軟件Keil C,掌握了實際工程中電路原理圖設計,增強了學生自主學習的意識和能力。通過硬件電路圖的實物實現環節訓練了學生線路板的印刷、實物連線及硬件系統檢測能力。從效果來看,學生們在實訓過程中掌握了控制系統硬件原理圖及其電氣元件,了解了實際工程中的接線方法,加深了對機電一體化控制系統的認識,培養了他們運用已學知識理論與實際的結合解決工程實際問題的實踐能力。
【關鍵詞】LBL;TBL;CBL;PBL;電機與電氣控制技術;教學效果
《電機與電氣控制技術》是我校機電一體化專業的一門主要專業技術課程。該課程主要包括,三相異步電動機、直流電動機、控制電機、常用低壓電器、繼電器―――控制系統基本環節、典型設備的電氣控制、電氣控制系統設計等。它不僅為后續專業課程(如機電裝調等)準備必要的基礎知識,又可以作為一門獨立的專業技術課,直接為工農業生產服務。但是該課程對高職二年級的學生來說,學習該課程還是有一定的難度。這給我們任課教師就探索該課程的教學方法提出了思考,接下來筆者就LBL、TBL、CBL與PBL的實際應用談談自己的觀點。
1、LBL教學法的弊端
《電機與電氣控制技術》與《電路》相比,不僅有電的物理量又有磁的聯系,難度加大;不僅有時間向量又有空間向量,物理概念多,且比較抽象。因此學生時會有畏難情緒。本課程若還是只采用傳統的以LBL(lecture-based learning)教學方式,采用“黑板+粉筆”的教師為主導方法,學生只是被動接受教學內容,對于元器件結構、電動機原理、電氣控制等過程等是死記硬背,專業課的學習對學生來說是痛苦的和枯燥乏味的。
2、TBL、CBL與PBL的特點
TBL(Team-Based Learning)是以團隊為基礎的教學法。TBL主要以一個小型組織化的學習環境為條件,以小組團隊討論合作為形式,以提高學生自主探究、合作學習、語言表達和溝通能力等綜合素質為目標的一種學習模式,同時還具有課堂氣氛活躍,師生互動性好的優點,在提高學生學習效率和綜合素質上的有較大的優勢。
CBL((Case-Based Learning)是一種以案例為基礎的教學法。由于案例教學法要求學生直接參與對案例的分析、討論和評價,為鍛煉學生的語言表達能力、解決問題的能力以及創新能力創造了條件。因此,在給高職二年級學生上課時使用比較合適。
PBL(Problem-Based Learning)是以問題為導向的教學方法。PBL 將學習與實際的任務或問題(driving question)掛鉤,以問題為學習的起點;學生的一切學習內容是以問題為主軸所架構的,通過學生自主探究和合作來解決問題,從而學習隱含在問題背后的科學知識,形成解決問題的技能和自主學習的能力。
3、電氣控制技術課程采用聯合教學法的可行性及方法
該課程的很多教學內容都會安排在理實一體化教室或相關實訓室里面上。一般來說,教室里都是大的實驗桌,這樣比較方便分組進行團隊教學。以各種電氣控制案例為中心,采用循序漸進的探究式提問為導向,通過團隊合作的方法來探討每次課的知識點,這樣不僅提高了學生的學習興趣,而且,更易于每次課知識點的內化。
聯合教學法包括準備、實施和總結三個階段。現以CW6163B型車床電氣控制原理分析為例。
(1)課前準備 : ①將學生分組:根據每個學生的學習習慣和性格特點,一般將一個班分為6組。②布置項目任務書:要求學生根據任務書在課前做好充分準備,通過書面或電子等方式來收集機床資料,了解機床的加工特點和運動方式以及主要組成部件。
(2)實施階段:①探究式提問:以車床分析該電氣原理圖的構成,并思考為何要如此設計?每個元器件在原理圖中的作用是什么?請每小組分析電氣控制原理 ②學生對以上提問進行小組討論,教師巡回指導③每組派一名代表來回答小組討論結果,教師引導全班同學共同思考分析④全班同學對問題的正確答案達成共識,使本次課知識點逐漸內化。車床三只電動機的作用,他們之間的控制關系,以及每只電動機控制原理和控制特點。
(3)歸納總結:這個階段教師通過對探究式所提問題進行循序漸進的歸納,通過對車床電氣控制原理的分析,使學生對該課程的前后知識點形成一個系統的概念;并對每組在本次課的表現及討論情況做出客觀的評價。
4、聯合教學法的實用性
通過學生對教學評議表的測評,大部分學生較贊成教師在該課程中采用聯合教學法。主要要以下優點:
(1)激發了學生學習的積極性:采用TBL教學法后,把教師講授為主導的課堂轉變為團隊研究工作小組,把被動接受轉變為主動探究,使得枯燥難懂的專業課變為學生的探索案例課。
(2)真正使知識點內化:只有學生自己動腦思考、分析后的內容,他才會有深刻記憶;用聯合教學法從一開始的準備到課堂討論到歸納總結,這些過程都以學生為主體,培養了學生自主學習的意識以及分析問題、解決問題的能力。
5、聯合教學法在應用中存在的問題及解決辦法
(1)聯合教學法雖然在課堂上體現出來的是以學生為主導,教師似乎很輕松,其實不然,采用這種教學方法,要求老師更多的是“功夫在詩外”。從一開始的準備到導入,課堂討論到歸納總結,案例的采用、項目任務書的編制,都體現了老師的用心良苦。這需要教師在課外花大量的時間精心準備。
(2)采用這種聯合教學法,在課堂中往往會出現這樣一種情況:活潑大膽、自主學習能力較強的學生在課堂上比較踴躍,而內向害羞的學生卻會“冷落”在一邊。所以教師在小組分配任務要考慮到“事事有人做,人人有事做”,激發每個學生學習的積極性。
通過教學實踐,筆者認為《電機與電氣控制技術》該課程合理地采用TBL、CBL與PBL聯合教學不僅激發了學生自主學習的內動力,而且便于學生溫故而知新、融會貫通地掌握學習內容。更重要的是通過這種學習環境中,培養學生團結合作的團隊精神和勤于動腦、勤于思考的好習慣。在教學中是一種值得推廣的教學模式。
參考文獻
項目教學法是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目,圍繞著項目組織和展開教學,使學生直接參與項目全過程的一種教學方法。學生在完成指定項目的同時,學習和應用已有的知識,在實踐的第一線培養解決問題的能力,是一種“真刀實槍” 的演練。在項目教學中,學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動,注重的不是最終的結果,而是完成項目的過程。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程要求的知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題和解決問題的能力及團隊精神和合作能力等。
《電力拖動》作為機電一體化專業的專業基礎課,主要培養學生掌握各電器元件的選用,利用電氣元件進行電氣電路的設計以及維護維修電氣電路的實踐能力,該課程在專業的整個課程體系中,起著承上啟下的作用。在傳統的授課過程中,仍沿用“以教師為中心” 的注入式教學模式;實踐教學以模仿為主,突出技能性訓練,而缺少設計性、創新性,教學效果不十分理想。
鑒于該課程在教學中存在的諸多問題,有必要進行教學模式的改革,《電力拖動》課程中應用項目教學法,可以取得較好的教學效果。
在《電力拖動》教學中,首先將理論知識分解成電機原理、電機繞制、低壓電器、電機的控制環節及機床電器控制五大知識模塊,然后圍繞這五大知識模塊設置相應的項目,每一個項目都是一個實際應用的研究課題,應充分考慮生產實際和工作中可能發生的問題。項目實施時,由教師進行必要的課堂教學和實驗,使學生掌握必要的基礎知識,然后按一定原則對學生分組,布置項目任務,學生分別對項目進行討論、查找資料,并寫出各自的設計思想與方法、畫出設計原理圖、選擇元器件、再由學生正式實施項目,寫出總結,包括實施項目成本核算,最后教師進行評估總結。
一、項目實施步驟
1.項目的設置是“項目教學法”成功的關鍵。
在明確的教學目標指導下,綜合考慮項目的統籌設置、項目間的聯系和層次遞進。項目的選擇要以教學的內容為依據,既要與書本的知識緊密結合,又要有一定的想象空間和難度,充分發揮學生的自主意識和創新能力。如“運料小車往復運動” 的電氣控制項目,在學習低壓電器、三相異步電動機正反轉電氣控制之后提出,此項目的控制電路設計靈活多樣,可促使學生學習和運用新的知識、技能,解決過去從未遇到過的實際問題。
2.分組設計項目。
任務確定后,教師提出設計方法,明確該項目要解決哪些問題,關鍵在哪里。學生們分組設計,教師引導各小組根據項目任務查、找相關資料,使各小組同學獨立進行設計。這樣學生成了教學中的主角,而教師則轉換為引導者,教學的服務者。學生根據實際問題設計出的電路往往是五花八門的,盡管有漏洞或設計不完全合理,卻是學生自己努力的結果。如“運料小車往復運動”的電氣控制項目的延時電路的設計,有的用斷電延時時間繼電器,有的用通電延時時間繼電器,有的用一個,有的用兩個時間繼電器來設計,項目設計完畢后,組織學生互評,修改自己的杰作,互幫互學,不但學到了知識,而且培養分析問題和解決問題的能力。
3.教師的評估總結是“項目教學法” 的重要環節。
學生的設計會存在各種各樣的問題,教師在評估中要指出問題的所在及解決的方法,要總結比較各組的特點,引導他們學習別人的長處來改進和提高自己的設計,使學生的各種能力在評估中得到提高,評估的過程是總結以前學過的知識,提出和學習新知識的過程.在“運料小車往復運動”項目評估時,教師詳細分析各套方案的特點,指出哪些是可取的,哪些是不可取的,總結“行程開關”、“時間繼電器”的靈活應用方法,詳細說明怎樣對電動機進行互鎖控制,再通過成本核算比較,最后總結出_套合理、可行、實用的方案供大家實施.使教師的評估總結過程成為學生一個學習的過程、提高的過程。
二、項目教學法對教師的要求
1.教師必須具備實踐技能。
在教學過程中,教師要設計好每個教學項目要完成的任務,將實踐技能和實踐經驗結合到項目建設中。項目教學法在電氣控制技術課程中的實施,圍繞部分機床進行多個項目設計,如車床CA6140刀架移動電機的控制、車床CA6140主軸電機的控制、臥式車床CA6140電氣控制電路的檢修等。以上設計出的每一個項目都有其附著體,需要帶領學生觀察機床的實際工作和機床的電路,使學生身臨其境,激發學習興趣,達到學習和工作零對接的目的。因此,教師要具備一定的實踐技能,才能完成各項項目的教學。
2.教師必須熟練掌握理論與實踐間的銜接。
進入項目教學以后,就把原有的教材知識體系打亂了,教師需要按照設定的項目將知識重新連接起來。項目需要哪部分知識,就把哪部分知識教給學生,如進行車床CA6140移動電機的控制電路安裝與調試項目時,要給學生介紹的相關知識有第一章的低壓電器的基本知識、手控電器及主令電器動合按鈕、接觸器,第二章的控制線路原理圖及接線圖、三相鼠籠式異步電動機的直接控制線路點動部分。
3.教師必須有多學科知識綜合技能。
在項目教學過程中,每個科目都不是獨立存在的,教師要掌握課程的關聯內容,以便對學生進行指導、評價與考核。例如,電機與拖動部分的電機參數、電機的拖動方式等都是電氣拖動基礎課內容,在電氣控制技術課項目設計過程中是不可缺的;工廠供電課程中的電氣安全距離、電源和設備的保護等內容也是分析和設計電氣控制電路必須掌握的知識,電氣控制技術課指導教師也必須掌握。
通過“項目教學法”在《電力拖動》課程教學中的應用與實踐,為學生提供更加有效學習的良好環境,把理論教學與實踐教學有機的結合起來,不僅有利于學生加深理解和掌握書本的理論知識,更使他們懂得怎樣靈活應用這些知識,提高了學生的各種能力,在整個教學過程中既發揮了教師的主導作用,又體現了學生的主體作用,充分地展示中職教育“以能力為本” 的價值取向,使課堂教學的質量和效益得到更大幅度的提高,培養出來的人才更能夠適應社會的需要。
在項目教學的過程中,學生提高了學習能力,教師提高了業務水平。在科學技術飛速發展的今天,新知識和新設備不斷涌現,傳統的教學已無法面面俱到,具有終身學習能力的人才能適應社會。所以,項目教學法是一種值得推薦的適合職業學校采用的教學方法。
參考文獻:
Dai Liqian
(西安鐵路職業技術學院,西安 710014)
(Xi'an Railway Vocational and Technical Institute,Xi'an 710014,China)
摘要:項目教學法是我國高職教學改革的主要方向之一,《電機與電氣控制》既要培養學生電機維護和電機控制的調試和故障排除方面的職業技能,又要為機電專業后續課程提供一定的基礎知識。作者根據多年的教學實踐,對該課程按照項目、任務、任務分析、任務實施、任務評價等重新進行了解構與重構;通過教師引導學生完成一系列任務的實踐教學手段,達到教學的目的。同時,強調了以學生為主體的教學改革和考核改革。
Abstract: The project teaching is one of main direction of China's vocational education reform. Electrical Motor and Electrical Control course not only cultivates students' vocational skill about the commissioning and troubleshooting of motor maintenance and motor control, but also provides certain foundation knowledge for subsequent electromechanics courses. Combining with many years of teaching practice, the author conducts deconstruction and reconstruction on the course according projects, tasks, and task analysis, tasks implementation, and evaluation of the task; through leading student to finish a series of task, achieve the teaching purpose. At the same time, emphasize the student-centered teaching reform and appraisal reform.
關鍵詞:電機與電氣控制 課程改革 項目教學 解構與重構 多元化考核
Key words: Electrical Motors and Electrical Control;curriculum reform;project teaching;deconstruction and reconstruction;diversified assessment
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)20-0249-02
0引言
《電機與電氣控制》由《電機拖動》和《工廠電氣控制設備》整合而成,在電氣自動化、機電一體化以及數控設備維護等專業的課程體系中起著承上啟下的作用[1],該課程既要求掌握電機及電機的控制的檢測與維護,以及電機控制的調試與故障排除,具有一定的分析、解決實際問題能力;同時,它又要為其后續課程《電力電子變流技術》、《PLC控制》、《自動控制與系統》、《工廠供電》等課程提供一定的基礎知識。通過該課程學習,使學生有較強的職業能力和一定的創新精神。項目教學法是在教師的指導和引導下,師生共同完成一個完整的工作項目而進行的一種教學活動,在我國職業教育中已經得到了廣泛的應用。[2]根據《電機與電氣控制》的課程標準和課程要求,我們對該課程進行了項目教學改革的探索。
1改革的總體思路
課程改革的目的是貫徹落實16號文件精神,樹立良好正確的高職教育教學理念,倡導教學內容與方法的改革及現代教育技術手段的運用,強調以教師為主導、學生為主體的教育教學改革,最大限度地調動學生學習的主動性和積極性,培養學生的科學探索精神和創新能力,不斷提高教學質量[3]。按照項目教學法,經過大量的現場調研、分析設計出一定實用性的項目,通過一系列的典型任務的分析、討論、實施、評價,來達到學習的目的[4]。任務的設計需要考慮到由簡單到復雜,由單一到繁雜,通過各任務的完成滲透相關知識的學習。使得知識的學習目的性強,學習的趣味性和實用性大為提高。理論的掌握達到夠用為度,努力使學生積極參與到教學工作中來,變學生被動學習為主動學習。
2本次改革的具體方法及其實踐
2.1 課程的解構與重構《電機與電氣控制》這門課是機電一體化、電氣自動化等專業的核心課程,在傳統教材中,一般先介紹各類電機的工作原理,然后介紹低壓控制電器及變壓器的相關知識,最后介紹電機的控制方法和典型的控制電路,并配合適當的驗證性實驗來達到教學的目的。為了適應高職教育的特點,我們對該課程的整個體系進行了解構與重構。
2.1.1 對教學順序進行了調整,考慮到該課程主要以電機的維護和控制為重點,而在機電控制的實際應用中,運用最多的是三相異步電機,且異步電機的控制比直流電機的控制相對簡單一些,所以先介紹三相異步電機及其控制,然后介紹直流電機及其控制,最后介紹變壓器以及控制電機的相關知識。每一個環節,每一個知識點,我們都設計了一個對應的任務。同時,在電機的控制中,考慮到異步電機的控制是重點,所以逐步介紹一些較為復雜的實際的典型機床電機的控制。使學生逐步具備處理實際問題的能力和方法。
2.1.2 改變以往先講理論,再用實踐為理論服務的教學方法。在教學安排中,首先認識電機及其結構,用電機的拆卸與安裝任務來讓學生認識電機,在認識時,適當介紹電機的基本原理、銘牌和特性。然后用一系列控制任務來讓學生了解如何控制電機的啟動、調速和制動等。任務的安排由簡單到復雜。在控制任務的完成過程中,逐步熟悉相關的低壓控制電器及控制的相關原理。同時,逐步介紹低壓控制布線和相關工藝及標準。使學生在做中學、學中做。努力提高學生學習的自主性和學習熱情。
2.1.3 調整任務完成過程。首先要提出任務的具體要求,明確任務的目標。然后介紹相關知識,相關知識包括電機的控制原理、低壓控制電器的原理及其使用選擇方法等。在相關知識的設計中,首先本著夠用為度的原則介紹基本知識。同時,對于學習比較好的、積極性比較高的學生,還可設計部分拓寬知識可供學生選擇性學習,拓寬學生視野,為以后的職業生涯可持續發展打下良好基礎。接下來進行任務分析,根據任務的要求、目的,得出完成該任務所需要的控制電路,該過程由教師引導,學生分組自行分析、比較,得出一個最佳的控制方案,各組的方案可以不一致,便于后面的任務評價。當該控制方案經過討論,認為合適后,并經教師認可后,開始任務的實施。任務的實施首先要通過任務分析后列出完成該任務設備清單,然后選擇合適的控制元件,在選擇過程中逐步熟悉各控制元件特性和規律以及選擇方法。最后,由教師和學生一起來對每組學生完成的任務進行評價,指出其優缺點,由師生共同討論提出改進方案。為了滿足部分愛好學習的學生的要求,在完成基本任務的同時,也可適當地設計一些拓寬任務共學員選擇性完成。
2.2 教學方法與手段的改革
2.2.1 加強教學方法的改革教學方法的改革的一個關鍵就是教師要擺正自己的位置,樹立學生為主體的理念,并引導學生進入主置,不能事事都是老師講,學生聽。老師要學會多聽、多引導、多總結。對于完成任務中遇到的問題,老師不要有問必答。要引導學生思考,協助并配合學生分析,鼓勵學生相互討論。努力培養學生思考問題和解決問題的能力。只有這樣,學生才會有創新。同時,學生才會有自信,將來步入社會才會對社會有用,才會有發展。所以教師要提前做足功課,提前準備,對學生隨時有可能提出的預料之外的各種問題提前思考,對不同學生給出的千差萬別的答案加以評價。同時,要善于觀察學生,時時鼓勵學生,努力增強學生的自信心和分析問題解決問題的能力。還要引導學生學會逐類旁通,逐步養成學生的自學能力。
2.2.2 加強教學手段的改革動手能力的培養固然重要,但是,教育不等同培訓,相關知識的介紹還是必要的,只是要注重介紹相關知識時的一些方法、手段。課程教學現代化不僅包括教學內容和體系的現代化、教學理念與方法的現代化,還包括教學資源的現代化等[5]。所以我們還注重了教學方法的改革和現代化教育技術手段的運用。在教學方法和手段上采用了現代教育媒體和傳統教育媒體,協同融合的方法。用過多媒體技術,展示相關電機的工作原理和工作狀態,形象演示各控制電器的動作過程,解決實踐教學無法達到的一些難點重點,通過不斷開發一些多媒體產品,使 “電機與電氣控制”這一傳統的專業技術課程賦予了新的活力,在相當程度上解決了該課程理論性強、內容艱澀抽象、某些規律和動態過渡過程難以表現、難以把握等難點,調動了學生的學習積極性,在激勵學生主動獲取知識、自覺更新知識方面起到了有效的促進作用。
2.2.3 考核方法的改革與探索高職的學習成果已不再僅是知識的積累,更多的是在實踐中職業能力的形成,而職業能力又是多方面的,評價的標準、方法、主體都各有不同。因此,在對課程實踐教學成果的評價采取多元化的方式進行。改變過去只注重理論知識,不注重實踐知識的作法。強調要全面發展,評價標準內容包括了認知目標、核心能力、專業技能三大項,涵蓋了工作過程要求的工作態度、職業道德、實踐知識、專業技能等方方面面的知識與能力,做到既考知識、又考能力和素質。同時,特別注重學生的在學習過程中的自我評價和相互評價,體現以學生為主體的思想。[6]
根據多元化考核思想,我們在每個任務完成時的任務評價階段,師生一起根據任務完成時掌握的基礎知識、實訓操作、任務設計分析、工藝等方面通過練、問、考、測等手段,并結合學生的工作態度,職業道德等,師生共同給出每個學生的任務評價成績,并根據各個任務的權重,核算出每個學員完成任務的平時成績。該成績與期末考試成績各占50%,作為學員的最終成績。在期末考試中,筆試主要測試學生的分析問題和處理問題的能力,同時還要進行實踐操作考試。
3結束語
通過近一年的教學改革實踐,我們深刻體會到,在《電機與電氣控制》課程中進行項目教學改革,能有效激發學生的學習興趣和學習主動性,增強了學生的競爭意識和創新意識,較好地掌握相關專業知識,并具備一定的設備維修與維護實際工作能力,為后續課程及以后步入職場開展工作奠定了良好的基礎。
參考文獻:
[1]劉江彩,楊輝靜,趙占雄. 《電機與電氣控制》課程基于工作過程教學改革的探索[J].商情,2009(3):86-87.
[2]魏亞P.項目教學法在模擬電路學科教學中的實踐[J].中國現代教育裝備,2008(2):97-98.
[3]范次猛. 《電機與電氣控制》精品課程建設的實踐與探討[J].濟南職業學院學報,2008(12):100-102.
[4]關偉.基于項目的教育技術學開放實驗教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備,2008(8):88-90.
關鍵詞:項目教學;電氣控制與PLC;應用和實踐
電氣控制與PLC課程是機電一體化技術的核心課程;同時是發電廠及電力系統、供用電技術、數控技術等專業的一門主干專業課,也是取得國家職業資格等級證書(維修電工)的核心課程。結合我院電氣類和機電類專業建設和教學改革,為了更好地培養高素質技能型人才,我們遵循以應用為目的,必須夠用為尺度,以掌握基本知識,強化技能培養為重點,將課程內容進行整合和序化。課程整個教學分為項目實訓、集中實訓、頂崗實習、畢業設計四個環節,通過采用項目式一體化教學方式,重點是培養學生掌握控制電路的設計、安裝、調試、故障處理的方法和應用PLC進行系統設計和編制控制程序的能力。它不僅為《電機調速控制技術》、《機電設備與維修》、《電梯應用技術》、《數控機床故障診斷與維護》等后續課程、集中實訓和畢業設計打下基礎,而且為相關專業學生考取中、高級電工資格證書做準備。
在課程設計的思路上,按照“基于工作過程為導向,以項目為載體,教學做一體、工學結合”的基本思路,遵循以應用為目的,必須夠用為尺度,以掌握基本知識,強化技能培養為重點,將課程內容進行整合和序化。
所謂“項目式教學做一體化”是將“項目教學”和“教學做一體化教學”有效地融為一體,將理論和實踐捆綁在一起,在具體教學時,將教學內容融入到來源于自動化生產實際的一個個具體的項目中去。這些項目都是經過精心組織,來源于自動化生產實際,因此具有很好實際應用價值,對學生未來走上工作崗位并適應崗位有一定幫助作用。通過本課程的學習和訓練,目標是使學生能夠正確地選用、使用常用低壓電器,并具有典型控制線路的設計、接線和故障排除的能力;掌握應用PLC進行控制系統設計的方法和步驟。同時通過項目式一體化教學方式,培養學生的自主學習能力、創新能力和分析解決工程實際問題的能力,進一步培養學生的相互溝通能力和團隊合作精神。使學生逐步具備電氣技術人員應具備的職業素養,為后續課程的學習及就業打下堅實的基礎。對電氣控制與PLC教學內容進行科學合理的安排,使學生掌握實際工作崗位所需的專業知識、操作技能,培養學生良好的職業素養。
一、在課程項目中培養核心能力
電氣控制與PLC課程和純理論的課程有本質的區別。后者著重于純基本理論與分析方法及其應用,而對于電氣控制與PLC教學而言,光有理論知識是不行的,項目教學就是利用已知的結論,根據電氣控制具體情況進行分析,以提高分析能力和解決能力為培養的核心和重點。課程項目的立項與設計是實施項目教學法的基礎,在立項之前需要對課程的知識目標和能力目標進行分解,然后根據課程知識點的分布情況,設計相應的訓練項目,將必需掌握的理論知識和實踐技能融入到各個項目中去。
二、合理安排知識點
“案例分析法”通過一個個生動的單個實例引入,使枯燥的知識點變得生動,激發了學生的學習興趣;通過“案例分析法”從解決實際問題項目實例入手,層層分析,逐步完成,最后歸納總結系統設計的詳細思路,使難以理解的問題變得思路清晰、迎刃而解,從而激發起學生的創造潛力。同時可以增強學生的感性認識和實戰意識,現場觀察程序執行的效果,提高學生現場調試程序的能力,加深對理論知識的進一步消化。
例如在進行“機床電氣控制系統分析”的教學中,學生容易發生看到一張大圖就膽怯,沒有信心的現象,我們多采用案例分析、故障排除的方法,對控制線路圖中的各個功能環節逐個攻破,化整為零,然后通過討論、角色扮演來分享經驗,指出問題,適時加入安全生產、加深理解。
三、完善項目的評價體系
項目教學的指導思想是將一個相對獨立的任務項目交給學生獨立完成,從信息的收集、方案的設計與實施,到完成后的評價,都由學生具體負責,教師起到咨詢、指導與解答疑難的作用。其實質上是以項目為導向,讓學生通過承擔和完成某個具體的項目來掌握專業能力、方法能力和社會能力。
項目教學法具有“任務為主線、教師為主導、學生為主體”的基本特征,教師在項目實施過程中從以往的主導者轉變成引導者和最終評價者,不參與項目的實際實施,只是對項目實施過程中出現的難點進行提示,引導學生學會把握完成項目的每一個環節的基本要求與整個過程的重點難點,自己分析問題和解決問題。每個團隊中由學生自己確定項目負責人作為項目的主導者和團隊的管理者。
項目教學的效果需要具有一定的評價標準,評價過程中堅持以下原則:階段性評價與終結性評價相結合;小組評價與個體評價相結合;自我評價與教師、專家評價相結合;理論與實踐一體化評價相結合。
四、推廣應用
與目前電氣控制與PLC課程教學方法相比,項目教學法有如下優勢:減少了純理論知識的講解,融教學于實訓,通過具體系統的實訓研究,降低了學生的畏難情緒,提高了學生的學習興趣;用具體的項目分析來體現理論中的基本規律和原理,使得抽象的概念更加具體化,有利于基本理論知識的掌握;根據具體的控制系統設定一些問題,提高學生用所學知識分析問題和解決問題的能力,做到學有所長,學有所用。教學內容的針對性與適用性在于
主要是以專業培養目標的要求為依據、針對維修電工、設備管理員、機床操作工等職業崗位(群)等對電氣類、機電類專業的技能要求、結合由企業高級技術人才參與的學院教學指導委員會對本課程教學內容的建議、參考相關專業畢業生質量跟蹤調查問卷。
在教學過程中,應以實訓項目作為教學平臺,以具體電路作為分析對象,以實訓現象作為切入點,將電氣控制理論的基本原理與理論融入到實訓項目中去,讓學生在實踐過程中提高動手能力,并學會用電氣控制理論的基本原理分析問題。顯然項目教學法的應用不能只局限于電氣控制與PLC一門課程,還可進行如下多方面的研究和探討,并且在其他專業課程中使用。如在自動化專業,力學專業,建筑專業等均可以中實施項目教學法研究:還可以結合項目教學法開展理論教學與實踐教學的互補與融合問題研究,綜合技能實訓的研究與實踐、專業人才培養方式的研究等。
參考文獻:
[1]李雪梅 工廠電氣與可編程序控制器應用技術 中國水利水電出版社
[2]康曉明 自動控制原理國防工業出版社
[3]許 電氣控制與PLC機械工業出版社
[4]田淑珍 工廠電氣控制設備及技能訓練機械工業出版社
關鍵詞 項目教學法;機床電器與PLC;職業素質與能力
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)06-0072-02
Project Pedagogy in Vocational Electrical Machines and PLC Teaching Practice//Xu Deliang
Abstract Higher education teaching of the universal implementation of the reform project is a teaching professional engineering effective teaching method, which enables the combination of theory and practice, a combination of classroom and actual production, learning content combined with the future job and training for his future professional work of considerable ability and overall quality of vocational talents. In this paper, the project pedagogy in electrical machines and PLC course of practice, made a certain amount of exploration and lessons learned.
Key words project pedagogy; electrical machines and PLC project; professionalism and competence
Author’s address Fushun Vocational and Technical College, Fushun, Liaoning, China 113006
目前,高職畢業生就業難,工作崗位適應性差,無法勝任本職崗位工作,究其原因其實也是老生常談,就是高職畢業生的崗位技能即職業能力不合格。崗位技能合格就是畢業生能掌握完成崗位任務所要求的純技術性指標。例如,學外語的能聽、說、讀、寫;搞管理的會正確合理地安排日常工作;搞技術的能熟練地操作儀器、設備或設計圖紙等。為了扭轉這一不利的局面,一直以來,各學校增加以直觀形式獲得直接經驗的教學方法,如演示法、參觀法、幻燈片、動畫演示等;增加以實際訓練形式形成技能、技巧的教學方法,如實驗法、實習法等。這些方法確實能夠幫助學生獲得更多的知識和技能,但與生產實際還有相當大的距離,還遠不能適應未來工作崗位對從業者的要求。
當前,各學校正在開展教學模式改革,引入德國的行動導向教學法,整個教學過程圍繞培養學生的職業能力、職業素質展開,以基于職業工作實際活動為導向,培養學生形成解決特定工作崗位實際問題的技術應用能力。它全盤解決了理論與實踐脫節、教學內容與生產實際分離的問題,或者說高分低能問題。項目教學法是行動導向教學法的具體教學方法之一,筆者在教授08機電機床電器與PLC課程時使用這一方法,學生反映良好,取得不錯的效果。
1 項目教學法
在職業教育教學中,項目是指生產中的一個具體零件,或者要完成的某一項具體的工作任務。項目教學法的應用就是將這個相對獨立的工作項目在教師引導下,通過學生在小組中各自分工合作、共同努力、學習探討來完成任務。打破傳統的“以課堂為中心、以教師為中心、以教材為中心”的教學模式,讓學生在參與整個項目的過程中充分發掘創造潛能,培養解決問題的能力、創新方法的能力、接納新知識的學習能力以及與人協作等社會能力。這個方法對于工科的教學確是行之有效的。
2 機床電器與PLC教學實踐特點
機床電器與PLC是機電專業的重要專業課程,是最符合工作實際的課程,是培養訓練學生動手能力的最好的課程。運用項目教學法,為了取得較好的教學效果,除了在項目任務選擇、組織實施和總結評價等環節符合項目教學法的規范外,筆者重點做了以下幾點工作。
1)明確該課程的實踐崗位任務,即主要從事各種設備的電氣技術工作,包括電氣設備的維護維修和電氣設備(包括生產線)的安裝調試等。而設備是由電器元件(設備)通過導線連接而成的,因此,電器元件的名稱、用途、型號、規格、接線等是必須要掌握的,不可輕視。
2)重視實際應用,不要在理論上作過多糾纏。這一點在學習基本電器設備時很重要,例如到目前為止,不少教材還在講空氣式時間繼電器,包括結構、工作原理,其實現在這種時間繼電器用的很少了,都用電子的了;再者結構和原理也沒必要講,因為第一學生是使用者,不是制造者,第二在工廠電器元件的修理很少,只要壞了就換新的,只要判斷出故障就可以了。
3)時刻重視動手能力的鍛煉和培養。這是崗位能力的核心。基礎內容包括繼電接觸器基本控制環節和PLC控制基本項目全部在實訓室進行,邊講邊練,邊學邊做。如學習交流接觸器,在實訓室直接讓學生讀銘牌參數,讓學生知道哪些參數是主要的;用萬能表測量線圈和觸頭,觀察通電前后的通斷情況,學生很快就學會,比放動畫演示效果好。
4)強調機電知識綜合運用,真正提高實際分析問題、解決問題的綜合能力。要適應將來的工作崗位要求,必須提高綜合能力。實際上,一個設備或一條生產線,都是機械、電氣、液壓、氣動、電子和傳感器技術等的綜合體,單一了解一方面是不行的,因此在學習這門課時,強調知識的綜合運用。如“運料小車的PLC控制”項目,在實施過程中,師生共同制作一輛小車,學生運用不少機械知識,從設計圖紙到購買零件再到安裝調試,讓小車真正在試驗臺上跑起來。學生非常高興,有很大的成就感。對比在電腦上看程序運行和指示燈的變化,其差別太大了。
3 存在的問題
3.1 實訓條件的限制
為了鍛煉學生的動手能力,就必須要每個學生都動手實踐,但目前各學校的實訓設備的數量還無法滿足要求,加之學生多,學時限制,因此很難調劑開。
3.2 教師的實踐能力限制
目前,不少教師都是從學校到學校,缺少在企業的工作經驗,動手實踐能力有限,這給項目教學法的運用與實施帶來不少困難。
3.3 教師的綜合能力的限制
項目中有不少是綜合的,是學生真正提高職業能力之所在,而這是必不可少的。正如前述,一個項目往往涉及機械、電氣、液壓等多學科知識,這對教師確是很大挑戰。如“運料小車的PLC控制”項目教學中,筆者就提出增加一位機械教師,共同指導完成這個項目。因此,面對現狀,解決的方法應該是首先針對不同項目,配備多名教師,分工協作;其次有待每位教師不斷學習,繼續努力,盡快適應。
總之,項目教學法在機床電器與PLC課程教學中有著很好的優勢,它能充分調動學生的學習興趣、學習積極性。發掘更加符合生產實際的項目,開展更加符合生產實際的實踐活動,學生肯定能夠培養起符合未來工作崗位的職業素質和能力,成為社會主義建設的棟梁之才。
參考文獻
關鍵詞 隱性知識 顯性知識 教學方法
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
一、人才培養目標
機電一體化技術是有機地溶合了機械技術、電工技術、電子技術、信息技術、傳感器技術、計算機技術、接口技術、信號轉換技術等多種技術,并應用到實際中的綜合性技術。高職機電一體化專業培養德、智、體、美、勞全面發展的,從事機電一體化設備使用和技術管理工作的高素質高級技能型專門人才。他們必須具有尋找方法解決問題的創新能力,具有運用專業知識和專業技能進行創新創業的專業素養和綜合素質,還應具有高度的守時守信、自信心、道德心、團隊意識和良好的心理素質、身體素質等基本素質,同時基礎知識扎實、學習能力與適應性強、實踐動手能力突出。
二、課程特點
要培養高規格的人才,就需要針對課程特點,因勢利導,做到事半功倍,才能培養出符合要求的高素質高級技能型專門人才。而高職機電一體化專業課程不論是文化課程,還是專業基礎課程或專業課程,其知識都可劃分為隱性知識和顯性知識。隱性知識是高度個性化且難以格式化的知識,包括主觀的理解、直覺、思維模式和個人經驗等。此類知識是主觀的、自悟的知識,不易以語言來溝通及表達。顯性知識能用文字和數字表達出來,可以用規范化和系統化的語言進行傳播。因此每門課程的知識都需要事先將知識分為顯性知識和隱性知識,在傳授過程中進行隱性知識向隱性知識、隱性知識向顯性知識、顯性知識向顯性知識、顯性知識向隱性知識等四個階段的轉化,知識的創造就是完成這四個階段的螺旋上升的過程。
三、方法探討
(一)隱性知識向隱性知識傳遞的方法。
它是一個通過共享經驗建立隱性知識的過程。獲取隱性知識的關鍵是通過觀察、模仿和實踐,而不是語言。
1、打造教育隊伍,深化學生專業素質和職業素質的隱性知識。
隱性知識向隱性知識的轉化是高職人才培養的基礎環節。在人才培養過程中,教職工通過以身作則、言傳身教的影響,提升學生的專業理念、道德情操、世界觀、人生觀和創新能力。專業教師隊伍的素質,是影響學生專業理念、道德情操和創新能力的重要因素。一方面打造“雙師”素質的專職教師隊伍,安排教師到相關企業頂崗、掛職、任職,還將車間引入學院,使教師不離開學院就能到企業進行鍛煉,如我院將四川柏獅光電技術有限公司的LED生產線以托管方式引入到學院,不僅解決了教師的培訓,同時也解決了學生在真實工作環境中學習的問題,使他們的專業素質和職業素質得到進一步提升,同時也能及時獲知新技術、新工藝和先進理念,以便于對教學內容進行實時更新。另一方面建設由具有豐富實踐經驗的業界人士組成的兼職教師隊伍,并依靠多方力量,“政行企校”深度融合,如聘請四川柏獅光電技術有限公司、四川云翔電子科技有限公司等企業的技術骨干和能工巧匠作為我院的兼職教師,并對他們進行教育教學培訓,使之能更好地進行教學工作,同時與遂寧市電子工業園區部分企業簽署了《校企合作框架協議》、《校企研發合作協議》等協議,還成立了遂寧市先進制造業職業教育集團、遂寧市應用電子技術教育理事會等協會,目的是匯各方之力辦學。另外,通過邀請成功的專業人士和畢業生到學院開展主題演講,以講座、論壇、微博等形式與學生互動交流,從而提升學生的專業素質和職業素質。
2、課程隱性知識的傳授方法。
在課程教學中針對出現的隱性知識,通過多年實踐和畢業生反饋信息,建議采用演示、觀摩和訓練相結合的方式。如電氣控制線路的布線,工藝要求是橫平豎直,不交叉,轉角直角等,要實現工藝要求,除知道基本知識之外,還需要相關經驗才能做好,但經驗是不能用語言或文字和符號來表述的,這就需要教師先講授工藝的基本知識,然后進行演示,并輔以往屆畢業生做得好的電氣控制板進行觀摩,最后在教師的指導下訓練,在訓練中,一方面要求教師要有豐富的電氣控制線路安裝經驗和熟悉相關的規程,如電源接線時,應最后連接電源,拆線時應最先拆除等,另一方面要求學生布線時,既要全面考慮,又要邊做邊總結,以便于逐漸提高。在整個過程中,教師要嚴格監控,發現問題要及時糾正,好的經驗要及時推廣。
(二)隱性知識向顯性知識轉化的方法。
它是一個將隱性知識用顯性化的概念和語言或符號清晰表達的過程,這是知識創造過程中至關重要的環節。教師授課就是隱性知識向顯性知識的轉化的過程,在這一過程中,教師將自己多年從事教學、科研和社會服務的經驗,通過編寫教材和教案、選擇工程案例,將隱性知識通過文字、符號、概念、教案和教材等清楚地表達出來,教師通過語言或符號把顯性知識以授課的方式傳授給學生。
隱性知識向顯性知識的轉化階段是培養人才的核心環節。課堂教學是向學生傳授專業知識、專業技能、提升學生創新思維的主渠道。在這一階段,高職院校與用人單位保持緊密聯系,圍繞地方經濟發展需要通過專業調研,確定專業培養目標,分析崗位群,確認典型崗位,然后對典型工作崗位的工作能力進行分析,確定各個工作能力所需專業知識和專業技能,最后確認對應的課程,建立合理的課程體系。同時還需要針對性的教學模式和教學手段顯得特別重要。
1、培養目標。
四川職業技術學院地處四川省遂寧市,面向成渝經濟圈和遂寧地區培養高職高素質高級技能型專門人才,通過專業調研,企業中工裝設備廣泛使用自動化生產線,需要大量的自動化生產線組建、安裝、調試、使用、維護和管理人員,通過由校、企人員組成的專業指導委員會的分析和論證,確定了我院機電一體化專業以自動化生產線為教學平臺,培養面向機電、機械各行業,主要從事生產線的組建、安裝、調試、運行、維護與檢測工作,也可從事機電產品的營銷與技術服務等與機電一體化技術相關的工作的機電一體化專業人才。
2、崗位群和典型崗位。
通過專業調研和專業指導委員會的研討,確認機電一體化專業的崗位群有組建、安裝、調試、使用、維護、檢測和銷售自動化生產線,結合我院軟、硬件條件和各崗位的覆蓋面,確認了組建、調試、使用與維護為典型崗位。
3、工作能力分析與課程的確定。
如機械本體部分,所需要的工作能力有金屬材料的選用、機械本體構成、傳動方案選用,需要的能力點有知道金屬材料的性能、牌號和選用方法;具有識圖能力,知道機械原理及結構、熟悉機械加工工藝流程,會生產線機械本體的設計,具有金屬加工的基本技能;知道機械、液壓、氣動傳動原理,熟悉機械、液壓、氣動傳動結構,會機械、液壓、氣動傳動設計等。依據這些能力所需知識和技能,確定了機械基礎、工程制圖、機械加工、機械設計和傳動技術等專業基礎課程或專業課程與之對應,建立了合理的課程體系,整合了按學科設置的課程體系,在保持系統性的同時,突出理論教學的應用性和針對性,著重培養學生尋找方法解決問題的能力。
4、125教學模式和工學結合的教學手段。
在整個教學過程中,采用“一條主線,二種教學形式、五個模塊”的教學模式組織教學。“1”就是以組建一條自動化生產線為主線,貫穿整個教學始終;“2”就是“做中學、學中做”二種教學形式,如第一學期的電工基本技能實訓,采用“做中學”的教學形式,通過電工基本技能實訓,運用“做中學”的教學形式,使學生能更好地、更快地具有電工基本技能,另外如第三學期的電機與電氣控制課程,采用“學中做”的教學形式,任務驅動的教學手段,邊學邊練,使學生會電氣控制線路的設計與分析、安裝與調試,同時也提升了學生的尋找方法解決問題的能力,有95%以上的學生通過了中級維修電工的考證。“5”是指五個教學模塊即文化模塊、機械本體模塊、控制模塊、信號檢測與轉換模塊和系統集成與管理模塊,通過這五個模塊的學習完成自動化生產線的組建。在課程教學中主要在理實一體教室、實驗實訓室和企業進行,采用任務驅動、行動導向、目標教學和頂崗實習等工學結合的教學手段組織教學。
(三)顯性知識的傳授方法。
它是一個通過各種媒介產生的語言或符號,將各種顯性知識組合和系統化的過程。高職人才需要具備合理的知識結構和較強的學習能力,學生應該通過閱讀書籍、文獻資料,與通過課堂教學獲取的各類知識相融合,使自己的知識體系更加系統化、綜合化和縱深化,構建合理的知識結構,培養方法能力,為創新能力的提升奠定扎實的理論基礎。
高職院校通過配備豐富的圖書資料和文獻數據庫,為學生系統學習提供條件,我院先后投入1000萬元建成了高檔次的數字化校園寬帶網,不僅在教室和寢室,還是在實訓室都能上網查閱資料和學習,并在學院的網站上開設了精品課程網站,我系建設了三門省級精品課程,四門院級精品課程,在建一門質量工程課程和教學資源庫,正在籌建三門精品資源共享課程,為學生進一步系統的拓展學習,開辟了一個有效途徑。學院建成了四川省高職院校最大的圖書館,建筑面積2.3萬余平方米,藏書82萬冊,為學生提供了一個良好的學習環境。教師還可根據課程學習需要,針對性布置閱讀任務,促使和引導學生系統化地學習相關知識,拓寬學生的知識面,并可在課堂上設置互動情境,引導學生進行閱讀,促使知識得以系統地、有效地補充和拓展。除此之外機電一體化專業在第四學期,開設了機電一體化系統實訓(校外),一方面提升學生收集信息和整理信息的能力,另一方面為后續系統集成增加感性認識,同時為畢業設計收集資料。
(四)學生顯性知識向隱性知識的轉化方法。
它是一個將顯性知識形象化和具體化的過程,顯性知識向隱性知識的轉化是提升高職人才創新意識的必經之路。學生通過系統學習獲取顯性知識,在雙師素質教師的指導下,以習題、實驗、實訓、頂崗實習、技能競賽和參加等級證考試等訓練方式,將顯性知識進行應用,消化吸收顯性知識,并升華成自己的隱性知識。高職院校通過設置由單一到組合、由簡到難、循序漸進地激發學生創新思維的實踐教學環節,構建合理、完善的實踐教學體系,并在人才培養方案中,實踐教學應有足夠的學分和學時,制訂的實踐教學計劃具有針對性和可操作性,加強建設實踐教學設施和基地,為學生提供貼近工程的實踐平臺,完善實踐教學監控體系,從而培養學生的專業技能,提升工程應用能力和創新思維。
1、構建合理、完善的實踐教學體系。
學院機電一體化專業在制定人才培養方案時,針對專業的需要,設置了除課程實驗外的電工基本技能實訓、測繪實訓、金工實訓、電子裝配實訓、變流技術實訓、電氣控制實訓、PLC實訓、單片機技術應用實訓、機械裝配實訓(校外)、機電一體化系統實訓(校外)、生產線實訓、頂崗實習和畢業設計等實訓環節,實驗、實訓總學時占機電一體化專業總學時的48%。有單一技能訓練的如測繪實訓,有組合技能訓練的如機械裝配實訓,有簡單的如電工基本技能實訓,有難的如生產線實訓,有校內的如金工實訓,有校外的如機電一體化系統實訓。在實訓中有“做中學”如金工實訓,也有“學中做”如電子裝配實訓,還有激發學生創新思維的如單片機技術應用實訓,針對性的如頂崗實習等。畢業設計的題目確定和指導采用二種形式,一是學生選題目,學院的指導教師確認并進行指導,這種形式操作方便,但針對性不強,對學生今后工作的指導意義不夠;二是由學生頂崗實習企業安排技術人員或能工巧匠擔任指導教師,再由企業指導教師結合學生頂崗實習的崗位,確定畢業設計題目并進行指導,同時學院安排教師協助指導,解決畢業設計中的理論性問題和規范性。
2、建設實踐教學設施和基地。
學院機電一體化專業在實踐教學設施建設中,一方面在環境上營造企業氛圍,實訓室企業車間化,如金工實習的機械加工中心、LED生產線;企業文化引入,如在實訓室內和外墻上張貼企業員工手冊、團隊精神、做事格言等;仿真環境的建設,如正在籌建中的電工基本技能實訓室,使學生能夠在仿真的住宅里進行用電線路的安裝;學生身份的確認,學生進校進行專業介紹時,告訴他們在學院的身份是“雙員”身份,即在教室是學員,在實訓室或實習基地是員工。學生在這樣的環境中逐步進行角色轉換和專業技能訓練,使他們畢業后能盡快適應工作環境,快速進入發展軌道。另一方面完善現有設施和根據專業發展需要增加新設施,如原來的PLC實訓室是單機控制,與目前工程中多機控制和上位機管控存在差距,我院目前的措施一是將原有的FX系列PLC進行網絡化,使它們具有多機控制功能,二是籌建S7-300PLC實訓室和計算機控制實訓室,解決多機控制和上位機管控問題。
在實訓基地建設中,依據地方經濟和專業發展的需要,建設了遂寧中勝實業有限公司、資陽南峻汽車有限公司、成都四方科技有限公司、綿陽中科成污水凈化有限公司、南充東風汽車有限公司等實訓基地,解決了學生針對性實訓場所和教師科研平臺,如南充東風汽車有限公司,學生通過參加汽車的總裝和發動機的總裝,實現了機械裝配技能的訓練,為工作后進行自動化生產線機械本體組裝奠定了基礎;如遂寧中勝實業有限公司下設自動化生產線研究所,一方面學生能通過它了解自動化生產線發展趨勢和新技術、新工藝應用情況,拓展學生的知識面,另一方面為教師科研提供了一個工程平臺。正在籌建重慶川儀自動化有限公司、重慶長安汽車有限公司、射洪天齊鋰業有限公司等實訓基地,為學生提供自動化生產線管控實訓平臺,為教師提供更多的培訓和科研平臺。另外建成了寧波阿爾卑斯電子有限公司、寧波麥博韋爾移動電話有限公司、四川柏獅光電技術有限公司、四川雪萊特光電科技有限公司等集頂崗實習、畢業設計、就業、教師培訓和教師科研五位一體的實訓基地。
3、完善實踐教學監控體系。
第一、依據機電一體化專業專門技能或專項技能訓練的需要,編制實踐教學指導性大綱和實訓任務書,它們是實踐教學監控的標準。在編制實踐教學指導性大綱過程中,要編入學生進行該項技能訓練所需具備的準備知識和準備技能,還要編入對教師的專業知識、專業技能、職業道德、職業素養的要求,它們是保證技能訓練質量的基礎;在編制實訓任務書時,除編入任務要求外,還要編入任務完成時間,培養學生按時履約的職業習慣。
第二、制定有針對性和可操作性的實踐教學計劃,經教研室和系部審核通過后,上傳校園網,并掛在教務在線上,作為學院和系部檢查和督促的依據。
第三、在實訓過程中,由學生、教師、教研室、教務處形成四位一體的檢查和督促體系,對實訓進行監控。實訓班級的班長或學習委員作為學生代表每天填寫實訓日志,填寫實訓項目、出勤情況、教師指導情況、對實訓的建議和意見,然后由班長或學習委員與教師共同簽字確認,每周周末上交系部,作為系部考核實訓質量依據之一;教師依據實踐教學計劃的內容和進度組織實訓,每完成一個任務都要進行考核,并作相應記錄,作為評定實訓成績依據之一,并按工程要求進行管理如著裝、工具的擺放等,一方面要認真指導,嚴格管理,另一方面要督促學生養成良好的職業習慣和提升尋找方法解決問題的能力,如上班的準備工作和下班的整理工作,學生遇到問題,教師提供建議和意見,由學生思考解決等;教研室主任隨機檢查教師指導情況、學生訓練情況和原始記錄,發現問題,提出意見和建議,及時整改,并登錄教務在線,記錄檢查情況,作為評班和評教依據;教務處派專人每周至少檢查一次,對學生的出勤情況、狀態和教師的在崗情況、實訓資料進行檢查,并收集學生對實訓和指導教師的意見,記錄在檢查表中,檢查完后將相關信息反饋到系部并存檔。
第四、實訓結束后學生和教師都要撰寫實訓總結,教研室主任依據檢查情況從準備工作檢查(20分)、執行工作檢查(60分)結束工作檢查(20分)等三個方面,登錄教務在線進行網上評分,并提出存在的問題和整改措施,保證實訓教學的良性循環。通過由學生、教師、教研室、教務處形成四位一體的檢查和督促體系,保證了實訓教學質量,也為學生提供了顯性知識向隱性知識的轉化的良好環境。
關鍵字:項目 任務 目標 模式 能力 素養
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0166-01
《電氣控制技術與PLC技術》課程是中等職業學校電氣及相關專業的一門專業核心課程,也是一門實踐性和應用性很強的課程。以往傳統的教學過程中一般存在以下幾個問題:一是先理論后實踐,實踐教學往往與理論教學脫節,學生缺乏知識的有效應用能力。二是過于強調教學結果,忽視教學過程,缺少在學習過程中對學生能力的評價。三是教學手段單一,教學方法陳舊,現代化教學資源利用不夠,教學內容與企業實際需求脫節。四是缺乏科學、系統的考核評價體系,不能全面客觀地反映學生對課程知識的掌握及運用程,特別是不能很好地反映其動手應用能力。在此次教學改革過程中引入了項目教學法,項目化教學主要強調工學結合、理實并重、學用一致、"教-學-做"的一體化,通過師生互動來激發學生的學習興趣,培養學生的職業技能、工程實踐創新能力和綜合素質,大大提高了教學質量。
1 明確教學目標
要進行教學改革必須先要明確教學目標,做到有的放矢。項目化教學目標主要包含知識目標,能力目標和素養目標。
1.1 知識目標
常用低壓電器的選擇和整定、基本控制電路、典型設備的控制電路分析及維修;PLC指令系統、PLC的配置;梯形圖程序編制及應用設計、PLC編程軟件和組態軟件的使用。
1.2 能力目標
掌握基本的繼電-接觸器控制線路的安裝及PLC改造,了解常用機床電氣控制線路的故障檢修;掌握PLC的程序錄入、檢查、運行和PLC接線的方法。掌握PLC的工程應用、維護和使用以及PLC在機床電氣控制線路的應用。
1.3 素養目標
了解自動化技術發展的方向和趨勢,樹立積極的人生觀點。培養學生的創新素質和嚴謹求實的科學態度、精神、形成科學的世界觀。良好的語言表達能力,有條理地表達自己的思想、態度和觀點在教學過程中,培養學生信息交流及合作、學習及工作能力、獨立性的責任感、毅力、適應社會能力。
2 改革教學模式
以往的教學模式是以理論和實訓分開進行,學生在理論課上由于沒有實物對照,不容易理解。為加強實踐技能,實現培養應用型人才的目標,在教學過程中以學生的發展為本,采用基于工作過程的項目導向、任務驅動教學模式,重視培養學生的綜合素質和職業能力,以適應企業發展的要求,為學生的可持續發展奠定基礎。教學過程中,教學過程改革:(1)明確目標、適當分組;(2)選擇內容、搜尋資源;(3)項目分析、初定方案;(4)確定方案、仿真練習;(5)項目實施、操作加工;(6)項目答辯、評價總結。教學過程也應融入對學生職業道德和職業意識的培養。整個教學過程體現“做中學、做中教”,積極探索“理實一體”的教學模式,使機床電器控制與PLC這門課的教學過程與實際相結合,通過具體的電氣控制實例的演示,激發學生的學習興趣,讓學生自己動手制作基本的電氣控制線路以及PLC控制的實例,以提高學生的動手能力,激發學生的探索精神。
3 教學內容改革
經過近兩年的企業崗位需求的調研,我們發現企業基本都需要電氣控制線路安裝、調試、運行、維護等應用能力的技能型人才。在內容上跟據企業崗位所需,把個各知識點都融合成了一個個具體的操作項目,項目下會有子項目和完成項目的不同任務。
我們所設計的《電氣控制與PLC》教學內容主要由繼電接觸器控制基本線路的安裝與調試PLC改造、機床繼電接觸器控制線路的安裝與調試、工業PLC控制編程應用一、工業PLC控制編程二四個大項目組成。四個項目總學時為200學時。
其中項目一是基本控制線路的安裝、調試和PLC改造,由電動機點動長動繼電-接觸器控制線路的安裝與PLC改造、PLC的硬件及I/O連接、三相異步電動機順序控制線路的安裝接線及PLC改造、電動機制動控制及PLC改造四個子項目組成,主要讓學生掌握基本機電接觸器控制線路的安裝、接線與調試,認識PLC、了解PLC編程、掌握其接線和控制運行方法。 占用課時70學時。
項目二由CA6140車床控制線路的安裝、接線及PLC改造、T68鏜床控制線路的安裝、調試及PLC改造、X62W銑床繼電接觸控制線路的安裝、調試及PLC改造由三個子項目組成,使學生掌握基本繼電接觸器控制的一個綜合應用。占用課時80學時
項目三和項目四是工業PLC控制編程的應用,由十字路通燈的PLC控制、電鍍生產線的PLC控制、自動送料裝車系統的PLC控制、PLC實現恒壓供水的控制、以及步進電機的PLC控制五各子項目組成,使學生了解來自工業和交通方面的PLC控制應用,進一步激發學生學習PLC的興趣。占用課時50學時。
4 改革考核方式
考核突出對學生基本知識、基礎理論、實踐技能、綜合能力、職業能力、創新能力的考核,充分體現全程化、多元化課程考核的思想,增加課程考核方式和內容的透明度,使教師更加明確教學的針對性。
“電氣控制與PLC”課程考核評價體系項目分析在“電氣控制與PLC”課程考核新評價體系中,學習態度考核占20%,實踐能力考核占40%,期末綜合考核占40%,三項成績之和即為學生該門課程的總評成績。
學習態度考核考核指標包括學生平時上課出勤和作業完成的情況。平時出勤主要由授課教師每次上課點名考核,占課程總評成績10%,學生無故曠課一節扣一分,直至10分扣完為止。作業占課程總評成績的10%。
實訓項目考核成績占總評成績的20%,由10個實訓項目構成,學習時間一周。考核指標主要考核實訓態度、實際操作、實訓報告,在實訓項目實施的過程中,由課程組老師綜合評定每個學生的實訓成績。課程設計考核成績占總評成績的20%學,分組(4~6名學生為一組)進行。
期末綜合考核期末綜合考核于學期末采用筆試閉卷的形式進行,主要考核“電氣控制與PLC”基本理論知識。
總之,為使學生的理論知識能真正與實際操作相結合,為以后從事專業型工作奠定堅實的基礎,項目式教學的確是一種很好的教學方法。項目是教學方法對教師的專業知識和實踐操作水平是一個很大的挑戰,希望教師們多參加培訓多下企業鍛煉,做一名合格的“雙師型”人才,為國家培養出更好更實用性技能型人才。
參考文獻
[1] 齊占慶,王振臣.機床電器控制技術[M].4版.北京:機械工業出版社.
[2] 王兆明.電氣控制與PLC技術[M].4版.北京:清華大學出版社.
關鍵詞 教學做一體化 教學改革 教學項目
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
1 教學改革的必要性分析
1.1 改革前理論教學的弊端
電氣控制與PLC理論教學方面存在的主要弊端是教學內容抽象,教學方法單一,理論教學與實踐教學相分離。教師在課堂中理論講授,逐步深入,學生相關電路知識掌握不牢,且不少學生學習自覺性、能動性差,在面對理論教學時,學生覺得枯燥乏味,不能有效掌握,進而產生厭學情緒。造成單獨進行實踐教學時,理論知識掌握不牢,不能做到“理論實踐相結合”,對所學知識完全不知其所以然,更遑論自我學習、自主創新,因此教學效果較差。
1.2 改革前實踐教學的不足
(1)教學主體認識不清。改革前的實踐教學中,教師根據實踐教學大綱和實習指導書,按照程序與步驟,教授學生實驗,學生在教師的演示下,被動地進行機械的模仿。這就使起主導作用的教師反而成為教學的主體,學生弱化為實踐教學中的配角。降低了他們的學習興趣以及實踐技能的掌握。(2)實踐教學考核方式的問題。該課程的實踐教學內容比重較大,對學生的技能掌握要求高。但以往在實踐教學考核方法上,指導教師只通過學生運行結果的情況,主觀地給予評分,無法客觀細致地對學生的實踐操作過程進行考核。
2 教學改革原則與總體思路
據專業人才培養方案,在實施電氣控制與PLC課程的教學改革時,主要基于以下幾個原則:(1)由理論性向應用性發展。在淡化復雜理論的同時,將基本理論與生產實踐緊密結合,突出理論的運用。(2)由單一性向綜合性發展。要求學生能綜合運用電工技術、電機拖動、電氣控制、PLC等知識解決相關實際問題。(3)進一步將理論教學由課堂及實驗延伸。把課堂放到實驗實訓室、車間,教師簡單講授完教學項目的基本理論知識點后,學生根據項目要求進行分析、設計、安裝與調試。(4)進一步提高方法、手段的先進性。充分利用現有網絡平臺和多媒體等先進的教學手段和設備,綜合運用各種專業軟件,提高學生學習自主性。
教學內容中突出基本理論的掌握以及實際問題的分析、解決,另外還與維修電工中級證的考證內容相貫通;教學模式改革體現在實際教學上采用項目式理論實踐一體化教學,通過提出工程實例項目串講相關知識技能訓練項目考核拓展項目之外有關知識點項目總結等環節組織教學,拉近理論與應用的距離,也有利于拓展學生的創新思路。
教學方法與手段改革:創建“教、學、做”一體化教室,配備專用實訓儀器設備、投影儀、教學電腦和專業軟件,邊講邊練,學練結合,全程采用多媒體手段和電子課件一體化教學,通過啟發式、案例式、討論式等多種教學方法,將枯燥的理論學習形象化、直觀化,提高學生的學習興趣及效果。
采用細致量化的全程課程考核方式,提升自主學習的積極性。此外,把維修電工職業資格證書的考證與課程的教學有機結合在一起,提高學生考證通過率。
3 教學改革的具體舉措
3.1 教學思想的轉變
建立以學生為主體,教師為主導的教學思想。主體是教學的中心,主導必須圍繞中心工作。因此,在實際的教學中,教師加強自身的能力建設下,強調學生的重要性,把更多的課堂時間留給學生進行操作及解答。
3.2 教學內容與體系的重構
教學內容與教學效果的好壞密切相關,據教育部的指導意見,高職高專教學要兼顧理論和實踐,整合、調整教學內容。理論教學堅持以“夠用、適用”原則,突出重點,分散課程難點。實踐教學不局限于實習指導書的內容,根據教學需要引入生產實踐的實驗項目。整合本課程內容體系為12個具體的實訓項目,以項目為核心,把理論融入項目中使教學做一體。
3.3 教學方法、手段的更新
依據生產過程的工廠電氣控制情況,選定典型任務構成教學項目,這樣達到工學結合的“教、學、做”一體的教學新模式。積極組織學生參與社會實踐,到企業參觀實習,創設課堂教學與工廠學習相互融合的教學環境。在教學實施過程中,引入職業資格考證制度,將與中高級維修電工聯系緊密的教學內容用“以證代考”的形式實施教學。積極利用開放時間,并以國家與省高職高專技能大賽為契機,讓學生多學多練,拓展課本之外的知識,提高動手與創新能力。
3.4 實施全程化、多元化的課程考核方法
制定了完善且便于操作的課程考核標準及與實施細則,注重過程考核,構建上課出勤、課堂提問、實結報告、理論考核、實踐技能考核等多元化的電氣控制與PLC課程考核評價體系,并依據各部分權重的不同合成最終成績。
4 教學改革的成效與存在的問題
首先,這種“項目式理論實踐一體化”的教學模式,凸顯了學生在教學中的主體地位。傳統教學模式下,多由教師在課堂上“唱獨角戲”,學生被動“收聽”。但在“教學做一體化”教學時,在項目的提出與分析、簡單理論介紹中由教師引導與講解,其他時間留給學生進行技能訓練以及自我拓展學習。提升了學生學習的積極性、自主性以及創造性。
其次,以學習小組形式參與課堂學習,培養了學生合作意識,增強了榮譽感。在現代電氣控制系統的設計、安裝、調試等環節需要大家通力協作完成,從客觀上要求工技人員具備良好的團隊合作意識。因此,在課前每班根據學生學習層次、學習態度的差異,以2~3人為一個學習小組。在實際技能訓練時,強調相互配合,規定考核標準,取得很好的效果。
最后,教學模式的改革,促進了教師的自身水平。在設計教學時,不僅要求教師全面掌握課程內容,還要站在課程總體架構的高度,結合高職學生的自身特點、學習特征,綜合考慮。由于強調動手操作與自我拓展學習,使學生在理論與實踐中會碰到各種問題,這也要求教師不能僅局限于課本,照本宣科,還要加強自己專業知識的廣度與深度,具備“雙師”資格,這樣才能在課堂上游刃有余、駕輕就熟地解決學生提出的問題。
當然“項目式理論實踐一體化”教學模式改革,在實施中暴露出一些問題。如,“教學做一體化”教學對學校的實驗設備的配置有較高的要求;部分學生因監管不到位存在蒙混過關現象;教學項目檢查、考核耗時多,影響了課程的進度。
參考文獻
[1] 任魏娟.職業教育項目教學法研究.華東師范大學,2011.
關鍵詞:電氣工程及其自動化;獨立學院;專業建設
中圖分類號:G650 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)08-0037-02
隨著廣東省電力工業的快速發展,對電氣工程及其自動化專業的人才需求增加,因此專業的建設與發展具有很好的前景。作為一所獨立院校,我院以服務地方經濟社會發展為出發點,為廣東經濟社會發展培養自動化專業的高素質應用型人才。同時,我們需要看到自我國高校實行擴招以來,大學生數量大幅度增加,畢業生數也隨之增加,因此未來本專業大學畢業生就業形勢也不容樂觀。在這種形式下,如何正確定位本專業的培養目標和培養規格,把本專業建設成為具有自己鮮明特色的專業就需要我們思考與探索。本文在廣東技術師范學院天河學院的基礎上,主要針對獨立院校的電氣工程及其自動化專業的人才培養模式進行探討。
一、專業建設定位
電氣工程及其自動化專業是通用性強的“寬口徑大專業”,是由原電工類的電機電器及其控制、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、電氣技術等專業合并而成[1]。各高校根據社會經濟發展對本專業人才的需求,依據各自的實際情況、辦學條件,確定了彼此不同的、體現各校辦學特色的專業方向、人才培養的方案和模式[2]。獨立學院不同于重點高校與職業技術學院,他以培養介于研究型人才和具有某一職業技能人才之間的應用型人才。他們既要有一定的理論做基礎,又要有一定的實際動手能力。因此我院電氣工程及其自動化專業以培養基礎扎實、知識面寬,具備自動控制理論、控制系統、信息處理、PLC和單片機控制技術、供配電及其自動化等方面的基本理論和專業知識,能在工業過程控制和電氣系統等領域從事系統分析、系統運行與維護、開發與設計、管理與決策等工作的應用型工程技術人才
二、課程體系建設
電氣工程及其自動化專業具有多學科交叉、內涵豐富、外延寬廣等鮮明的特點,作為電類本科專業來說培養的人才應是寬口徑、高素質的工程應用型人才[3]。為此在專業的理論教學體系構建中,按照“大平臺+小模塊”構建知識體系。大平臺指公共基礎課平臺、專業基礎課平臺和專業必修課平臺,小模塊指按市場需求而靈活設置的專業方向課程群。
①公共基礎課平臺由公共基礎、相關知識、專業拓展等系列課程構成,意在培養學生的基本素質,為學生后續學習打基礎,全面提高學生綜合素質和多角度的科學思維方法。②專業基礎主要由數學、電路、數電、自動控制理論、電氣控制技術等專業基礎課程構成,教授學生專業相關基本知識,同時考慮將來專業口徑的拓寬,為后續專業學習打下扎實的基礎。③專業必修課平臺主要由電力系統分析、繼電保護原理、發電廠電氣部分、工廠供配電、電力系統調度自動化、電力電子技術等專業課、限選課、任選課等組成。使學生掌握專業系統知識,著重培養學生分析和解決實際問題的能力。④結合我院現有資源及市場需求情況分析,專業方向課程群設置了兩個專業方向,一是電力系統及其自動化專業方向,主要課程有電力設備運行與維護、電力系統程序設計、電力系統規劃設計、變電站設計與運行等,注重培養電力系統、電氣裝備領域的系統設計、系統運行、研制開發、試驗分析、工程建設與管理的高級工程應用型人才。二是電氣控制方向,主要課程有單片機原理及應用、PLC原理及應用、DSP原理及應用、計算機控制技術等,培養掌握電機及電氣控制、自控原理及系統、微機控制、掌握現代控制技術等理論知識,以及具有全面的電氣自動化應用實務能力的應用型人才。
三、實踐環節建設
應用型人才培養模式主要是以能力為中心,以培養技術應用型專門人才為目標[4]。我院的實踐教學體系以工程實踐為主,通過理論聯系際,培養學生獨立分析問題、解決實際問題的能力。在實踐教學中針對應用型人才培養的要求,遵循技能與能力訓練培養的教學規律,按照系統性、層次性和循序漸進的教學原則,將實踐教學體系劃為以下三種層次:
①基本技能層:包含各基礎課程實驗、專業基礎課程實驗,進行基本技能訓練,培養學生的實踐能力。②專業技能與工程實踐層:包含專業課程實驗、工程實訓、課程設計、進行專業相關的技能和工程實踐能力的訓練。③綜合應用能力與創新能力培養層:包含畢業設計、專業實訓,認識實習、畢業實習、科技創新等進行綜合應用能力和創新能力培養。
這種層次漸進的實踐教學體系形成了由單一到綜合,按照先基礎、后綜合、再創新的思路,循序漸進地安排實驗教學計劃。目前我院電氣工程及其自動化專業建立了基礎實驗室、專業實驗室、實訓基地等校內外實習實踐教學基地,專業實踐的教學條件已有較好的基礎,給學生提供了更先進的實踐硬件條件和環境。
四、突出特色
①完善校內實訓中心,發展校外實訓基地。要培養高素質的高級工程應用型人才,除了完善的理論教學外,還必須有較好的實驗和實習環境,以提高學生的實踐能力[1]。通過資源整合、學校投入,已經完成電工電子等基礎實驗室、電力系統綜合自動化等專業實驗室的建設。這些實驗室的設備在質量和數量上都能夠滿足實踐教學的需要,并具有開放性、功能先進性,允許學生在此從事科技實驗、技術革新等創造性活動。學生可以根據自身特長和興趣到實訓中心進行操作和技能訓練,應用型人才的培養是建立在大量實踐的基礎上的,在學校外的職業環境中進行實習是形成優秀職業能力的重要環節[3]。我校鼓勵學生走向社會,培養適應社會的能力。根據課程設置和培養方案,每年都會有學生到校外進行認識實習、畢業實習,讓學生較早地接觸工程實踐環境,培養學生運用所學理論知識分析解決實際工程問題的理念,提高學生的工程意識和工程能力,為學生走上工作崗位打下良好的基礎。同時,我們積極建立自己的校外實習基地,已經與廣東民建實業有限公司等十多個企業進行產學合作,走“產學研”的人才培養模式。②積極開辟第二課堂,開展課外學術科技活動。學生參加學科競賽和科技文化活動有利于學生運用理論知識和實踐能力解決實際問題。我院有計劃地引導、鼓勵、組織學生參加各種課外科技文化活動,成立了專門的專業興趣小組、專業特色作品設計大賽等課外科技活動委員會,積極引導學生參與其中;鼓勵學生參加各種校外學科比賽,以擴大視野、啟發科學思維,他們可以參加數學建模比賽、智能汽車大賽、電子設計大賽等。在理論與實際相結合的各種學術活動中,增長學生的見識,讓學生充分施展自己的才華和興趣,提高實踐能力和綜合素質。開展課外學術科技活動以來,先后有9人次在全國大學生電子設計比賽中獲獎。
五、總結
作為一所獨立院校,我們始終以應用型人才培養為目標,服務于地方經濟。我們將根據學科發展的要求,結合獨立學院的辦學特色,不斷地探索研究,相信通過我們的不懈努力,一定能將我院的電氣工程及其自動化專業辦成獨具特色的專業,培養出更多具有創新能力、受社會歡迎的高素質應用型人才,為地方經濟建設作出更大的貢獻。
參考文獻:
[1]王晰.獨立學院應用型人才培養模式研究[J].大連理工大學,2010.
[2]李明偉,李建月.我院電氣工程及其自動化專業建設的思考與探索[J].洛陽理工學院學報(自然科學版),2009,(12).
[3]謝衛才,黃紹平,李靖,彭曉.應用型電氣工程及其自動化本科專業教學模式探索[J].電氣電子教學學報,2008,(8).
【關鍵詞】維修電工 教學管理
維修電工操作技能實訓是高職電氣類、機電類專業學生的必修課程,也是此類專業學生走上工作崗位前的必備技能,我們學校要求此類學生具有中級或高級維修電工的水平,并且參加勞動部門的考核,取得相應的等級證書。針對《維修電工》實踐課程知識面廣、內容深且動手操作難
一、電工訓練技能需要注意的幾點
電工操作技能訓練是為了滿足企業生產的需求而進行的實習訓練,是為企業培養、輸送技術過硬、素質優良同時又能與時俱進的現代技術人才。因此,必須使訓練的學生達到以下要求:1、動作的準確性。就是指動作方向能準確指向目的物,肢體移動準確。2、動作的協調性。就是自己對動作的控制與調節。四肢與心智等方面的反應正對目標,有條不紊地進行操作。3、動作的速度。在準確、協調的基礎上還要有速度,表示一定的熟練程度和工作要求,也是提高工效的主要方面。4、動作的自動化。當外界情景對生產技能產生刺激時,產生近乎條件反射式的動作就是自動化階段。作為一個熟練的操作工,注意力并不集中在如何掌握工具、姿態等低級狀態,而是要考慮如何提高工效和下面的工作。5、動作的創造性。技能的最高境界是熟能生巧,是前四項的綜合,是運用多種技巧提高熟練程度并形成創造性的階段。
二、教學方法多樣化
單一的教學方法容易使學生出現聽覺,視覺和感覺的疲勞,降低教學的效果,靈活多樣的教學方法適合于年輕人的感知特點,易于被學生接受,對培養學生的感覺技能具有不可忽視的作用。
1、利用多媒體教學,提高技能訓練效果。多媒體教學具有直觀真實的教學效果,充分利用這種教學手段,能把抽象變具體,使教學內容變得更加直觀。如安全用電、操作規程、電機和變壓器的制作工藝流程等內容,通過屏幕展示,只需用幾分鐘或幾十分鐘的時間就可以系統地、科學地把原來需要幾十個小時才能完成的內容展示完畢,并收到更好的效果。使學生能較快地對《維修電工》技能訓練內容有一個全面的了解,這種教學方法增強了學生的感性認識,提高了教學效果。
2、實行一體化教學,講練結合。技能訓練是針對本專業技術知識的實踐性教學,其操作技能的正確性、科學性一般都有其理論依據。傳統的教學方式,是將專業技術知識、工藝知識與技能訓練分開上課的相對獨立的教學方式,實踐證明,實行一體化教學,是適合維修電工技能訓練的教學方法。在進行操作技能練習時,講授相關的工藝知識,或者是講完某一工藝技術知識后,緊接著進行相關題目操作練習的教學方式。
例如:在給學生上電動機正反轉控制電路時,邊講邊讓學生進行電路安裝,并在教師指導下通電試驗。當學生看到交流接觸器動作情況及電動機轉動方向后,其電路工作原理便一目了然。這樣,既有利于技能訓練操作與理論的相互銜接,又有利于學生較好地掌握理論知識和操作技能、技巧。同時,學生學起來有興趣,能夠積極主動地學習理論知識和操作技能。
3、強化直觀教學,變抽象為具體。抽象的東西容易使人產生多種聯想,不利于理解《維修電工》技能訓練的內容,因此,變抽象為直觀,有利于維修電工技能訓練的教學。例如《維修電工》中有電動機及控制電器等實用電工的內容,了解這些設備的結構,掌握其各部分的功能,是操作和使用的前提。在各種設備的結構與功能教學中,應認真貫徹直觀性的原則。首先,注意充分運用實物教學,可以利用一些廢舊設備、電器,將實物發到學生手中讓學生進行拆卸、安裝,接觸其內部結構,并介紹其功能,講解其工作原理。其次,重視多媒體教學手段的應用,利用投影儀投影自制的結構示意圖,并介紹其功能。將設備或電器在工作中有代表性的狀態制成幻燈片,正確運用多媒體將各個狀態演示投影到屏幕上,加強工作原理的理解。在教學中,還特別注意發揮微機輔助教學的優勢,將理論部分的教學內容直接安排到微機室內進行現場教學,讓學生直接在計算機上邊聽講邊演示。
三、制定相應的電工技能實踐計劃
實習指導教師應在學生實習前,結合教學大綱要求和電工專業工種以及實習場所的具體情況,制定出一套科學、合理、實用的工作內容,并在整個實習教學過程中,認真做好規范化、標準化的實際操作示范講解,充分發揮實習指導教師的主導作用。
《維修電工》這一門實踐性較強的技術基礎課程中,學生在獲得維修電工技能的同時,還得考慮學生今后繼續深入學習專業課程、從事工程技術工作和進一步鉆研新技術打下基礎。所以,在教學過程中,還應注意引導學生改進學習方法,將一些只能意會不能言傳的技能技巧,讓學生自主地在動手操作訓練中慢慢體會。當發現學生做題的思路和操作錯誤時,教師不要急于馬上否定,更不急于給出正確答案,應抓住時機,引導學生展開討論,進行思路上或做法上的辨析,引導他們作進一步的思考,必要的時候讓他們查找資料,找到問題的癥結所在。通過這樣反復的訓練,學生養成了動手和動腦的習慣,為日后的發展打下了堅實的基礎。
總之,實踐教學確實是一門實踐性很強的教學,學生通過具體的實際操作后,要想達到相當的技術標準的要求,必須教、學、練相結合,充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用,讓學生積極參與教學,開動腦筋,進行自我總結,讓學生不但懂操作、會操作,而且更善于創新,為拓寬高等職業教育發展道路做些努力,培養出大量的應用型、技能型的合格人才。
參考文獻:
[1]徐耀生.電氣綜合實訓.北京:電子工業出版社.2003